Estudo Qualidade Sonora Guitarra

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TRABAJO FINAL DE GRADO 
 
Grado en Ingeniería Mecánica 
 
ESTUDIO CUANTITATIVO DE LA CALIDAD SONORA DE 
UNA GUITARRA ESPAÑOLA 
 
 
 
Autor: Denis Bustins Molina 
Director: Eva Martinez Gonzalez 
Co-Director: Robert Arcos Villamarín 
Convocatoria: Junio 2017 
 
 
 
 
RESUM 4 
RESUMEN 5 
ABSTRACT 6 
AGRADECIMIENTOS 7 
PREFACIO 8 
ORIGEN DEL TRABAJO 8 
MOTIVACIÓN 8 
REQUERIMIENTOS PREVIOS 8 
INTRODUCCIÓN 9 
OBJETIVOS DEL TRABAJO 9 
ALCANCE DEL TRABAJO 9 
INTRODUCCIÓN HISTÓRICA 10 
CONCEPTOS BÁSICOS DE LA ACÚSTICA 19 
PROPAGACIÓN DEL SONIDO 19 
TONO 25 
INTENSIDAD 28 
TIMBRE 31 
DURACIÓN 36 
FENÓMENOS ACÚSTICOS 37 
RADIACIÓN DEL SONIDO 37 
ABSORCIÓN 40 
REFLEXIÓN 42 
REFRACCIÓN 44 
DIFRACCIÓN 45 
IMPORTANCIA DE LOS FENÓMENOS ACÚSTICOS EN LA GUITARRA 47 
 
 
 
 
 
 
 
 
PARTES CONSTITUTIVAS DE LA GUITARRA 53 
CAJA DE RESONANCIA 54 
PUENTE 54 
TAPA ARMÓNICA 57 
FLANCOS 61 
FONDO 62 
MÁSTIL 63 
DIAPASÓN 66 
CABEZA 71 
CUERDAS 72 
ANÁLISIS DE FUERZAS Y MOMENTOS 75 
CÁLCULO DE FUERZAS 76 
DIAGRAMA DE SÓLIDO LIBRE 78 
DIAGRAMAS DE ESFUERZOS Y MOMENTOS 81 
CALIDAD DEL SONIDO 84 
REPRESENTACIÓN DEL DOMINIO TEMPORAL 86 
REPRESENTACIÓN DEL DOMINIO FRECUENCIAL 90 
RATIOS SUBJETIVOS 93 
ENSAYOS EXPERIMENTALES 95 
OBJETIVO 95 
INSTRUMENTACIÓN 96 
METODOLOGÍA 98 
MONTAJE Y PREPARACIÓN 102 
MEDIDAS 107 
ENSAYO PARA DETERMINAR LA POTENCIA E INTENSIDAD ACÚSTICA 107 
ENSAYO PARA DETERMINAR LA CALIDAD SONORA 112 
INTERPRETACIÓN Y PROCESADO DE RESULTADOS 114 
ENSAYO PARA DETERMINAR LA POTENCIA E INTENSIDAD ACÚSTICA 114 
ENSAYO PARA DETERMINAR LA CALIDAD SONORA 123 
CONCLUSIONES 159 
BIBLIOGRAFÍA 162
 
 
 
4 
 
 
RESUM 
 
 
Aquest projecte, té com a objectiu principal fer un estudi, mitjançant assaigs experimentals, de 
la qualitat sonora d’una guitarra espanyola. El projecte consta de dues parts, una descriptiva i 
l’altra experimental. En la primera part explicarem l’objecte d’estudi, que és la guitarra. 
Parlarem de les seves parts constitutives, de com afecta cada una de les parts en la qualitat 
sonora, farem una breu explicació de l’evolució històrica de la guitarra i estudiarem el seu 
comportament dinàmic. També donarem quatre pinzellades sobre acústica, explicant com es 
comporta el so, quines propietats el caracteritza, quins fenòmens físics intervenen i la aplicació 
directa d’aquests coneixements a la guitarra. La segona part consisteix en aplicar part 
d’aquests coneixements a assaigs experimentals, i comprovar si els resultats obtinguts 
coincideixen amb la teoria explicada al primer apartat. En aquests assaigs compararem tres 
guitarres de nivells de qualitat diferents, estimulant-les manualment i gravant el se so en una 
cambra semianecoica mitjançant deu micròfons. Una vegada captada la senyal, la processarem 
mitjançant el programa Matlab i farem un post-processat manual per obtenir els resultats que 
desitgem estudiar i comparar. Una vegada obtinguts els resultats, farem una comparació entre 
guitarres i analitzarem si els resultats adquirits coincideixen amb els diferents nivells de 
qualitat de cada guitarra. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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RESUMEN 
 
Este proyecto, tiene como objetivo principal hacer un estudio, mediante ensayos 
experimentales, de la calidad sonora de una guitarra española. El proyecto consta de dos 
partes, una descriptiva y otra experimental. En la primera parte explicaremos el objeto de 
estudio, que es la guitarra. Hablaremos de sus partes constitutivas, cómo afecta cada parte de 
la guitarra en la calidad sonora, haremos una breve explicación de su evolución histórica y 
estudiaremos su comportamiento dinámico. También daremos cuatro pinceladas sobre 
acústica, explicando cómo se comporta el sonido, qué propiedades lo caracteriza, qué 
fenómenos físicos intervienen en él y la aplicación directa de estos conocimientos a la guitarra. 
La segunda parte consiste en aplicar parte de esos conocimientos a ensayos experimentales, y 
comprobar si los resultados obtenidos coinciden con la teoría explicada en el primer apartado. 
En estos ensayos compararemos tres guitarras de tres niveles de calidad distintas, 
estimulándolas manualmente y grabando su sonido en una cámara semianecoica mediante 
diez micrófonos. Una vez captada la señal, la procesaremos mediante el programa Matlab y 
haremos un post-procesado manual para obtener los resultados que deseamos estudiar y 
comparar. Una vez obtenidos los resultados, haremos una comparación entre guitarras y 
analizaremos si los resultados logrados coinciden con los distintos niveles de calidad de cada 
guitarra. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
6 
 
 
 
ABSTRACT 
 
 
The aim of this project is study the sound quality of the Spanish guitar by doing some tests. 
The research has two different parts; the first one is a description of the task and the second 
one is practical oriented, where I explain the tests I developed. 
In the first place I will explain the main object of this study, which is the guitar. More 
specifically its parts and how they affect to the sound quality. Furthermore, I will talk about the 
dynamic behavior of the guitar and there is a brief explanation about the historic context and 
its evolution. Finally, you will find some information about acoustics and how the sound 
behaves, which characteristics define the sound and which elements take part of it. All of 
these will be related to the guitar framework. 
During the second part of the project I tried to use all the theoretical knowledge previously 
studied to run the tests and finally get the chance to know if the practical conclusions meet the 
theory. 
On the practical part I compered three different guitars from three different quality levels, by 
playing them and recording the sound on a semi-anechoic chamber with ten microphones. 
Once the signal has been recognized, the program Matlab can process the information and a 
post manual control can be made in order to obtain the final result, ready to be studied. 
Afterwards, I will be able to compare the acquired facts of each guitar with its quality levels 
and finally conclude it they are related. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
7 
 
 
 
AGRADECIMIENTOS 
 
Agradecer a Robert Arcos, co-director del proyecto, por su implicación y apoyo, y al 
departamento de acústica de la Universidad Politécnica de Catalunya, en el campus Terrassa, 
(LEAM) por toda su atención y por darme toda la libertad para usar sus equipos e 
instalaciones, de valor inestimable. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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PREFACIO 
 
Origen del trabajo 
 
La elección del tema del TFG no ha sido una decisión fácil, ya que tenía varias opciones en 
mente, pero el hecho de pensar que es un trabajo en el que se debe invertir mucho tiempo, la 
necesidad de ser acerca de un tema atractivo es fundamental. En mi caso, es el tema más 
atractivo de entre todos los que tenía en mente, y el hecho de ser un terreno desconocido 
para mí, lo hacía más interesante y arriesgado a la vez. En este aspecto ha sido una decisión 
arriesgada, ya que además de no tener muchos conocimientos de acústica, la gran parte del 
trabajo es experimental, y podría darse el caso de que los resultados obtenidos no fueran los 
esperados. Aun así, era el tema sobre el que quería estudiar y hacer mi TFG, principalmente 
por la motivación. 
 
Motivación 
 
La motivación por este trabajo viene dada por varios factores. El principal es que soy 
guitarrista desde hace muchos años y es mi gran pasión, pero además el hecho de que la 
acústica sea un terreno desconocido le añade puntos de motivación. Poder juntar la ingeniería 
con mi mayor pasión en este trabajo es, sin duda, una oportunidad única para tener más 
criterio y conocimiento en ambos ámbitos, y por supuesto un añadido a la hora de emprender 
este proyecto.Requerimientos previos 
 
Para realizar este proyecto, ha sido necesario realizar unos pasos previos antes de ponerme a 
redactar y realizar ensayos. He tenido que adquirir una base teórica acerca de la acústica, ya 
que es un terreno desconocido para mí, pues en la universidad no se da opción de hacer 
ninguna asignatura ni rama de la especialidad en acústica. Gracias a la obtención de varios 
libros acerca de la construcción, estudio acústico y características de la guitarra he ido 
adquiriendo unos conocimientos previos que han sido indispensables en la elaboración de este 
proyecto. 
 
 
 
 
 
9 
 
 
 
 
INTRODUCCIÓN 
 
Objetivos del trabajo 
 
El objetivo principal de este trabajo es hacer un estudio de la calidad sonora de la guitarra 
española. Para ello, primero debemos entender el comportamiento dinámico de la guitarra, 
conociendo su estructura, métodos de construcción y el papel que juega cada componente de 
la guitarra en su sonido. 
Posteriormente, se pretende realizar unos ensayos en los que podamos relacionar 
características sonoras de la guitarra con sus representaciones gráficas y ver si es posible 
valorar la calidad de una guitarra mediante su espectro y envolvente. 
Actualmente la manera de valorar una guitarra consiste en un equipo de expertos que valora 
subjetivamente cada guitarra y haciendo unas votaciones para clasificarlas. El objetivo es 
relacionar este concepto con el análisis de las mediciones realizadas. 
 
Alcance del trabajo 
 
El hecho de definir la calidad de una guitarra, es muy controvertido, ya que cada persona 
puede valorar la misma guitarra de maneras distintas, no existen guitarras buenas y guitarras 
malas dentro de una misma gama, sino guitarras que poseen matices que gustan más a cada 
usuario y no debemos obviar este hecho. 
Por ello el alcance de este trabajo es relacionar esas propiedades como la nitidez, la duración, 
la calidez o la brillantez con sus representaciones gráficas y estudiar si esas propiedades 
quedan plasmadas en su envolvente o espectro. 
Debemos ser conscientes que es posible que no lleguemos a relacionar estos conceptos, ya 
que se trata de un trabajo experimental, pero asumiendo los riesgos no he dudado en 
adentrarme en este proyecto. 
 
 
 
 
 
 
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INTRODUCCIÓN HISTÓRICA 
 
La música tiene su origen en la búsqueda de un lenguaje de comunicación, unos 40.000 años 
atrás, cuando el Homo Sapiens era capaz de imitar los sonidos de la naturaleza y diferenciarlos 
de los que constituían la estructura de su lenguaje [1]. La música parte de la capacidad del 
hombre de distinguir diferentes alturas de sonido. A partir de ello los prehistóricos empezaron 
a crear las primeras exposiciones musicales como rituales funerarios, cacerías y ceremonias. 
Empezaron a desarrollar diferentes maneras de generar sonidos, dándose cuenta de que 
podían reproducir sonidos de la naturaleza con algunos objetos de la propia naturaleza. Los 
dos principales recursos que desarrollaron fueron instrumentos (principalmente de percusión) 
y la voz humana. 
En la prehistoria existían 3 grupos de instrumentos. 
• Autófonos: ruido que se emite al golpear dos objetos (piedra y madera) 
 
Ilustración 1 
• Membranófonos: instrumentos hechos por el hombre al estirar una membrana y 
golpear-la con cualquier objeto. Es lo que vendría a ser un tambor. 
 
Ilustración 2 
 
 
 
 
11 
 
• Aerófobos: Sonido que se origina por la vibración de una columna de aire. 
 
Ilustración 3 
 
Todas las teorías acerca de la historia de la música están basadas en hallazgos arqueológicos 
de antiguos instrumentos encontrados por todo el mundo [2]. 
Durante la Edad Antigua se empezó a usar el metal para crear instrumentos y aparecen los 
primeros cuernos que darían lugar a trompas y trompetas. Egipto, China, Grecia y Roma son 
los lugares en los que se más se desarrollaron estos instrumentos, como liras, arpas, laúd, 
flautas, xilófonos etc. En Roma concretamente se le dio gran importancia al órgano, importado 
de Alejandría. Debemos tener en cuenta que el sistema musical griego es antecesor del 
nuestro actual 
Durante la Edad Media el órgano pasa a ser un instrumento religioso y de suma importancia, 
aunque a pesar de las restricciones impuestas por la religión muchos trovadores y juglares 
usaban instrumentos de percusión y de cuerda. 
En la evolución de la construcción de los antiguos instrumentos, a partir del laúd que nos 
trajeron los árabes en el s VIII, no se percibe ninguna modificación hasta la segunda mitad del s 
XVI, momento en el que aparece una guitarra de cinco órdenes de cuerdas. Como hemos 
dicho, la guitarra proviene del laúd (3 cuerdas) y es en el s XVI cuando Alonso Mudarra (Sevilla) 
le introduce la cuarta cuerda por primera vez en su obra Tres libros de música en cifra para 
vihuela. A finales del s XVI Juan Carlos Amat publica el tratado más antiguo de la guitarra 
española con el título Guitarra española de cinco órdenes. Se le atribuye esa 5ª cuerda a 
Vicente Martínez Espinel, nacido en Ronda (Málaga), en el año 1550, al cual también se le debe 
el sistema de afinado de la guitarra por equisonos, que no sólo es el actual sino el más 
perfecto, por la resolución del oído humano para comparar sonidos. 
 
 
 
12 
 
 
Ilustración 4 
 
La guitarra fue adquiriendo mucha importancia durante los siglos XVII y XVIII gracias a nombres 
como Gaspar Sanz, Amat, Nicola Doici. Fue en el s XVIII cuando llegó la gran evolución de la 
guitarra. En el año 1760 fray Miguel García (conocido como padre Basilio) presentó por 
primera vez una guitarra de 6 cuerdas. Como consecuencia del enriquecimiento musical que 
adquirió la guitarra empezaron a aparecer guitarras de siete, ocho, doce y veinte cuerdas, de 
dos mangos… pero todos estos instrumentos quedaron como reliquias porque ninguno tenía 
más posibilidades musicales que la guitarra de seis cuerdas [3]. La evolución de la guitarra 
estuvo principalmente en manos de la iglesia ya que su desarrollo se debe a gente como 
Dionisio Aguado (discípulo del Padre Basílio), Fernando Sor… 
Fue principalmente en Granada donde empezaron a aparecer las primeras escuelas de 
guitarreros. La primera de ellas la inició Rafael Vallejo en Baza (Granada), en el año 1792. Le 
siguieron otros constructores artesanos como José Ortega, Benito Ferrer, Agustín Caro Riaño, 
José Pernas, Antonio Llorente y los hermanos Valle. Pese a esta evolución, el desarrollo de la 
guitarra quedó afectado por la aparición del piano, instrumento que se tomó como patrón. A 
partir de ahí la guitarra paró a la taberna, con el objeto de acompañar a la voz. 
La segunda mitad del s XIX tuvo un resurgimiento de la mano de Antonio Torres Jurado (1817 – 
1892) nacido en Almería. Seguramente es el nombre más conocido en el ámbito de la guitarra, 
ya que abrió el primer taller de guitarras en Sevilla, en la calle de Cerrajerías, 32. 
Rediseñó la guitarra española y le dio una nueva silueta que se mantiene hasta la actualidad. 
Este rediseño comportó un aumento de la potencia sonora al haber aumentado la superficie 
vibrante de la tapa armónica. También estudió el sistema de barras armónicas y llevó los 
trastes del diapasón hasta la boca de la guitarra. Además fijó en 650 mm la longitud de las 
cuerdas, puso la cejuela del puente, e inventó el clavijero metálico. En resumen, se conoce a 
Torres como el padre de la guitarra española, comparable con Antonio Stradivari respecto el 
violín, ya que estableció un patrón de guitarras con unas condiciones acústicas y ergonómicas 
mucho mejor que todas las guitarras que se habían fabricado hasta el momento. 
 
 
 
13 
 
 
Ilustración 5 
 
Así como Antonio Torres estableció la manera de fabricar una guitarra con unas condiciones 
acústicas muy buenas, Francisco de Tárrega demostró por primera vez todas las posibilidades 
musicales de la guitarra. Tárrega nació en Castellón (1854-1909)y obtuvo una armonización 
perfecta de la guitarra y movió a los músicos más importantes a componer para guitarra. 
Todos los conocimientos de Tárrega fueron recogidos y ampliados por el maestro más ilustre 
de todos los tiempos, Andrés Segovia, que nació en Linares (Jaén) en el año 1893. A parte de 
ser un magnífico guitarrista con una técnica nunca vista hasta el momento, Andrés Segovia 
también aportó en mejorar la guitarra que había diseñado Antonio Torres con el objeto de 
mejorar la potencia acústica para llegar al público en grandes salas de concierto. Esto le animó 
a buscar más avances para intentar mejorar la amplificación natural de la guitarra. Trabajó con 
fabricantes y ayudó a diseñar la guitarra clásica que hoy conocemos, construida con madera de 
más calidad y con cuerdas de nailon. También modificó ligeramente la forma de la guitarra 
para mejorar la acústica [4]. 
En resumen podemos observar la gran evolución que ha tenido la guitarra desde que se 
inventó a partir del laúd hasta estos momentos. La guitarra española ha derivado en dos 
principales movimientos, que a su vez conllevan ser tocados por guitarras con matices 
distintos, la guitarra clásica y la guitarra flamenca. Son guitarras prácticamente iguales, con la 
salvedad del tipo de madera con el que son construidas y en algunos casos variando muy poco 
la geometría. La guitarra flamenca se populariza en gran manera por todo el mundo gracias a 
la revelación de guitarristas como Paco de Lucía, Manolo Sanlúcar, Paco Cepero… y ha 
supuesto que la guitarra pase a ser uno de los instrumentos más universales. 
 
 
 
 
 
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Historia de la acústica 
 
La investigación científica de la acústica es relativamente reciente, pero en su momento 
Aristóteles, Arquímedes, Lucrecio y Viturbio ya empezaron a indagar acerca de la 
contaminación acústica con el objetivo de mejorar la acústica en los teatros griegos. 
Aristóteles hizo una primera observación que sirvió como punto de partida para el estudio de 
la sonoridad: 
“¿Por qué cuando se extiende paja sobre la orquestra de un teatro, el coro parece menos 
sonoro? ¿Es a causa de la rugosidad producida por la paja, qué la voz no encuentra el suelo 
suave y uniforme cuando llega hasta él, y en consecuencia pierde volumen a causa de las 
discontinuidades”? 
A partir de esta afirmación varios físicos y científicos como Arquímedes, Lucrecio y Viturbio 
empezaron a buscarle explicación a estos fenómenos. 
Arquímedes de Siracusa se dio cuenta que el estudio de la acústica estaba muy ligada con el 
estudio de los fenómenos ópticos. Gracias a este aporte Herón indicó que el ángulo de 
incidencia al chocar el sonido contra un sólido era igual al ángulo de reflexión. 
Todos estos principios acústicos fueron llevados a la práctica en el diseño del Teatro Griego. 
Los griegos fueron los primeros en considerar que la acústica y visibilidad son dos conceptos 
que van intrínsecamente ligados. Los teatros solían estar situados en depresiones del terreno 
aprovechando la pendiente natural de las colinas en la que se excavaban los graderíos. Éstos 
graderíos estaban dispuestos de forma semicircular en el plano horizontal y elevándose con 
una pendiente variable muy similar a la imagen de una esfera. Gracias a estos criterios llegaron 
a construir teatros tan impresionantes como el Teatro de Dionisios (Atenas) con capacidad de 
hasta diecisiete mil espectadores. Los romanos cogieron el testigo de los griegos y 
construyeron inmensos teatros basados en los griegos, que derivaron a los anfiteatros, con la 
idea de unir dos teatros acoplándolos de manera que dibujaran una circunferencia. 
 
Ilustración 6 
 
 
 
15 
 
 
 Ilustración 7 
Lucrecio redactó el siguiente escrito en el que se explican fenómenos como la reverberación, 
transmisión y difracción del sonido [5]: 
“Cuando el espacio a recorrer no es muy grande, la voz va desde el principio al fin de 
cada palabra y éstas pueden ser oídas con distinción, pero si el camino se hace más 
largo de lo adecuado, las palabras se escuchan de manera confusa. Una voz se dispersa 
repentinamente en varias voces, algunas golpean en la lejanía el aire sin efecto alguno, 
otras se estrellan contra los cuerpos sólidos y entonces retornan, con la imagen 
engañosa de una palabra. En los lugares solitarios, las grandes paredes de roca nos 
devuelven las palabras, así abofetean colina tras colina y se repite la reverberación. 
Todas la imágenes luminosas siguen un camino recto hacia delante una vez que se 
producen; aunque ninguno puede verlas si se sitúa detrás de una pared, en cambio sí 
que podrá oír las voces a través de ella. Pero aun cuando la voz sea capaz de superar la 
pared de una casa y penetrar en el oído, está embotada y confusa, y nos parece 
escuchar sonidos en vez de palabras.” 
Posteriormente, Viturbio hizo una observación sobre el medio en el que se transmite el sonido, 
aspecto que no se había tratado hasta el momento, y que actualmente son conceptos 
fundamentales para la acústica de salas. Viturbio clasificó los medios mediante el cual puede 
propagarse el sonido en cuatro [6]: 
 
• Disonantes (interferencia): Espacios donde inicialmente la voz se dirige hacia arriba y 
cuando es reflejada por algún cuerpo sólido interfiere en su caída con la ascensión de 
la siguiente palabra. 
• Circunsonantes (reverberación): La voz se mueve en todas las direcciones y luego 
vuelve hacia el centro (donde se disuelve) haciendo confusos los finales de las frases. 
• Resonantes (eco): La voz golpea con cuerpos sólidos dando lugar a ecos y hacen que 
las palabras se oigan repetidas. 
• Consonantes (ideal acústico): Medio en el cual la voz se ve reforzada en todas sus 
características, y alcanza los oídos de los espectadores clara y distintamente. 
 
 
 
16 
 
 
Ilustración 8 
Viturbio hizo muchas aportaciones en la acústica en campos como la maquinaria militar, sobre 
la que aconseja cómo equilibrar el tiro de catapultas mediante el afinamiento de los tirantes; o 
el uso de vasos de bronce los cuales golpeaba al suelo y mediante el timbre de su sonido sabía 
si el enemigo estaba fabricando túneles para acceder al interior de las fortificaciones. 
El comienzo de una nueva era llega de la mano de Leonardo da Vinci, que experimentó en el 
campo de la acústica, como también lo hizo en numerosos campos de la física (anatomía, 
dinámica de sólidos, fenómenos ópticos…). Leonardo comparó la propagación de ondas en el 
agua con respecto del sonido con la siguiente afirmación: 
“¡En las dos instancias se cumple la misma ley de la Mecánica! Tal como las ondas en el agua 
provocadas por la caída de una piedra, así se comportan las ondas del sonido al viajar por el 
aire, cruzándose unas con otras sin mezclarse, y preservando su centro respectivamente como 
origen de cada sonido... Por lo tanto solo existe una ley de la Mecánica para todas las 
manifestaciones de la Fuerza” 
 
Ilustración 9 
 
 
 
17 
 
Entre los siglos XVI y XVII, con la llegada de la imprenta, se estableció una base muy sólida de 
la mecánica y aparecieron los máximos exponentes de la física como Newton, Kepler, Brahe, 
Galileo… Tanto Hooke y Newton por la parte británica, como los hermanos Bernoulli del centro 
de Europa avanzaron mucho en el campo de la acústica. Newton predijo la velocidad del 
sonido (332 m/s a 0ºC), y Banconi relacionó la temperatura con la velocidad del sonido, viendo 
que la velocidad aumenta a medida que la temperatura es más alta. Laplace solucionó el 
problema de la elasticidad de los fluidos en sus diferentes estados termodinámicos. 
Acercándonos más a la actualidad, fue Lord Rayleigh el que se dio cuenta de que para estudiar 
la acústica debe hacerse considerándola como una síntesis de otras disciplinas como las 
matemáticas, el calor y muchas disciplinas más que forman parte del intercambio intelectual 
de la acústica moderna. Por eso podemos atribuir aLord Rayleigh el punto de partida de la 
acústica moderna ya que en esa época (s XIX) ya se habían establecido unas bases en campos 
como la física y las matemáticas, dos disciplinas básicas para comprender el comportamiento 
de ondas sonoras vibratorias. Contemporáneo a Rayleigh, Helmholtz (Alemania) consolidó la 
acústica fisiológica y estudió el famoso resonador de Helmholtz [7]. 
 
Ilustración 10 
Una vez aparecieron los instrumentos necesarios para la medición y análisis del sonido se 
alcanzaron nuevos niveles de precisión y sofisticación gracias a la electrónica y la informática. 
Gracias a ello se pudo aplicar la acústica en distintos campos como la arquitectura (que ya se 
había hecho antes de manera intuitiva), la electrónica, la medicina y la industria entre otros. 
 
Actualmente la acústica tiene muchas ramas (la aeroacústica, la psicoacústica, la acústica 
ambiental, la bioacústica…) pero en este trabajo nos centraremos en la acústica musical, 
debido que el objeto de este proyecto es estudiar la calidad sonora de una guitarra española 
mediante aparatos de medida y procesado de señal. 
 
 
 
 
 
 
18 
 
 
Ilustración 11 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
19 
 
 
CONCEPTOS BÁSICOS DE LA ACÚSTICA 
 
La acústica es una rama de la física que estudia la generación, propagación y propiedades del 
sonido. Entendemos como sonido a una propagación de ondas mecánicas longitudinales a 
través de cualquier medio elástico y continuo, ya sea sólido, líquido o gaseoso. Dichas ondas 
generan una vibración del material y estas vibraciones pueden generar un sonido audible o no. 
Clasificaremos el sonido en tres grupos distintos; infrasonido, sonido audible y ultrasonido. 
 
Definiremos un sonido audible como una variación temporal de la presión del aire bajo un 
cierto rango de frecuencias (20 Hz – 20kHz). Todas aquellas vibraciones que o bien superen los 
20 kHz o sean inferior a 20 Hz no podrán ser percibidas por el oído humano. 
Para definir el sonido explicaremos cuatro propiedades fundamentales que son la propagación, 
el tono, la intensidad y el timbre. 
 
Propagación del sonido 
 
• Medio 
Existen dos formas en las que se puede propagar el sonido. Mediante ondas o mediante 
partículas. 
Las partículas se comportan como pelotas microscópicas que se desplazan a gran velocidad. 
Cuando estas partículas llegan a nuestro oído, golpean contra el tímpano produciendo así la 
sensación de sonido. 
La transmisión de sonido mediante ondas se caracterizan por tener movimientos periódicos. El 
paquete de ondas se propaga a lo largo del medio oscilando en torno a su punto de equilibrio. 
Podemos poner el ejemplo de una cuerda excitada por un movimiento vertical, que produce 
una deformación en la cuerda (paquete de ondas). Las ondas sinusoidales se forman 
desplazando verticalmente el extremo de la cuerda con un movimiento oscilatorio uniforme y 
se desplazan con velocidad constante a lo largo de la cuerda. Dependiendo del medio en el que 
nos encontremos ésa velocidad será distinta [8]. 
 
 
 
 
 
 
20 
 
 
Ilustración 12 
El medio de propagación más común es el aire, donde el sonido viaja a unos 343 m/s; pero 
también puede propagarse por medios líquidos como el agua (1493 m/s) o sólidos como el 
aluminio (5100 m/s). 
En el vacío es imposible que se pueda propagar el sonido, ya que su propagación involucra un 
transporte de energía (no de materia), y ya sabemos que para poder transportar energía es 
necesario disponer de un medio. 
El medio de propagación del sonido más común es el aire que posee unas propiedades 
relevantes: 
• La propagación es lineal, es decir, que diferentes ondas sonoras pueden propagarse 
por el mismo espacio al mismo tiempo sin que afectarse mutuamente. 
• Es un medio no dispersivo, que significan que todas las ondas se propagan a la misma 
velocidad independientemente de su frecuencia o amplitud. 
• Es un medio homogéneo, por lo que el sonido se propaga esféricamente, en todas las 
direcciones, generando un campo sonoro 
A continuación podemos ver algunos ejemplos de la velocidad de propagación en distintos 
medios [9]: 
Gases 
 
Material velocidad (m/s) 
Hidrógeno (0°C) 1286 
Helio (0°C) 972 
Aire (20°C) 343 
Aire (0°C) 331 
Tabla 1 
 
 
 
 
 
 
21 
 
Líquidos (a 25ºC) 
Material velocidad (m/s) 
Glicerina 1904 
Agua marina 1533 
Agua 1493 
Mercurio 1450 
Queroseno 1324 
Alcohol metílico 1143 
Tetracloruro de 
Carbono 
926 
Tabla 2 
Sólidos 
Material velocidad (m/s) 
Diamante 12000 
Cristal Pyrex 5640 
Hierro 5130 
Aluminio 5100 
Bronce 4700 
Cobre 3560 
Oro 3240 
Lucite 2680 
Plomo 1322 
Goma 1600 
Tabla 3 
 
 
 
 
22 
 
• Velocidad 
Un cuerpo en oscilación provoca un movimiento en las moléculas de aire que lo rodean 
transmitiendo ese movimiento a las moléculas de aire vecinas. Estas moléculas entran en 
oscilación respecto a su punto de reposo. 
Esta oscilación provoca una mayor concentración de moléculas en ciertas zonas del espacio y 
otra zona de condensación, en la que hay menor concentración de moléculas. Esto repercute 
en la densidad de dichas zonas, que genera cambios de presión estática en el aire. 
En las siguientes figuras podemos observar las zonas de mayor y menor concentración de 
moléculas de aire en una onda sonora bajo un movimiento armónico simple. 
 
Ilustración 13 
 
 
Ilustración 14 
Figura 02.- Variación de la presión del aire en un movimiento armónico simple. Cada punto representa una 
molécula 
 
 
 
 
23 
 
 
La velocidad de propagación depende de diferentes variables según el medio en el que se esté 
propagando. 
En medios gaseosos la velocidad de propagación depende de la presión del gas y de su 
densidad con razón de 𝑣 ∝ √
𝑃
𝜌
. 
En un medio líquido la velocidad de propagación depende tanto de la compresibilidad (1/K) 
como de la densidad (ρ) con razón de 𝑣 ∝ √
𝐾
𝜌
. Podemos observar que cuanto más denso sea 
nuestro medio mayor será su velocidad de propagación, mientras que cuanto más compresible 
sea menor será su velocidad de propagación. En medios gaseosos la temperatura es un factor 
de suma importancia ya que influye tanto en la densidad como en la compresibilidad. 
Por último en medios sólidos la velocidad depende del módulo del Young del material y de su 
densidad. 𝑣 ∝ √
𝐸
𝜌
. 
La mayor velocidad de propagación se da en los cuerpos sólidos, mientras que la menor 
velocidad se da en los gases. 
Como acabamos de ver la velocidad de propagación depende del medio, concretamente, de la 
densidad del medio. Ésta dependencia conlleva que la velocidad dependa intrínsecamente de 
la temperatura, especialmente en los gases. Recordando la ley de los gases ideales: 
𝜌 =
𝑝 · 𝑀
𝑅 · 𝑇
 
Podemos observar que la densidad es inversamente proporcional a la temperatura, es decir, a 
mayor temperatura, menor densidad. Relacionándolo con lo mencionado anteriormente, a 
mayor temperatura mayor velocidad de propagación [10]. 
 
Podemos demostrar este razonamiento mediante un simple experimento sacado del portal de 
internet www.sc.ehu.es: 
El experimento consta de dos tubos coaxiales de una cierta longitud L. En el interior del tubo 
circula aire y por el exterior circula agua a una temperatura t. Colocamos un altavoz en un 
extremo y un micrófono en el otro extremo. Conectamos el altavoz a un generador de sonido 
aleatorio y el micrófono a un ordenador para analizar la señal que nos llega. 
http://www.sc.ehu.es/
 
 
 
24 
 
 
Ilustración 15 
A continuación se muestra la representación gráfica de la señal recibida por el micrófono para 
observar las frecuencias correspondientes a los picos de intensidad: 
 
Ilustración 16 
 
Ahora podemos graficar la frecuencia correspondiente a los picos de amplitud frente al 
número de armónicos (a cierta temperatura), formando una recta lineal: 
 
Ilustración 1725 
 
Observamos que la regresión lineal de este experimento es 𝑓 = 𝑛 ·
𝑣
2·𝐿
 que corresponde con la 
ecuación de las ondas estacionarias de un tubo cerrado por los dos extremos o de una cuerda 
de longitud L sujeta por dos extremos. 
Repetimos esta representación gráfica para un intervalo de temperaturas y obtenemos una 
correlación lineal entre la temperatura y la velocidad del sonido (en este caso para el aire): 
 
Ilustración 18 
Podemos realizar éste experimento para cualquier medio, a cualquier temperatura, pero en 
este trabajo nos centraremos únicamente en medios gaseosos, concretamente el aire. 
 
 
 
Tono 
 
El tono es la cualidad que nos permite diferenciar un sonido agudo de uno grave. Dicha 
propiedad está relacionada directamente con la frecuencia. Contra mayor sea la frecuencia a la 
que oscila una onda, más agudo será el sonido que emite. Mientras que contra más grave sea 
un sonido menor será la frecuencia a la que oscila la onda. 
Como hemos dicho anteriormente, para que un sonido sea perceptible para el oído humano 
debe estar comprendido en el rango de 20 Hz y 20 kHz. 
Entendemos un tono puro como una onda sinusoidal que cumple la siguiente fórmula: 
𝑓(𝑡) = 𝐴 · 𝑠𝑒𝑛(2𝜋𝑓𝑡) 
 
 
 
26 
 
Siendo A la amplitud y f la frecuencia. El tono puro es un concepto ideal, ya que no existen en 
nuestro entorno, pero todos los sonidos que escuchamos corresponden a una superposición 
de tonos puros con distintas frecuencias y amplitudes para cada frecuencia. Existe la 
frecuencia fundamental y varios armónicos, correspondientes a múltiplos enteros de la 
frecuencia fundamental. La frecuencia fundamental suele tener una mayor amplitud. 
 
Musicalmente el tono de una nota corresponde a la frecuencia fundamental a la que oscila una 
onda sonora. Actualmente, se utiliza como referencia un A(4)=440Hz para la afinación de 
instrumentos. La letra “A” significa la nota, dentro de la escala cromática. Se usa la “A” para el 
LA por ser la nota patrón, y las siguientes letras del abecedario (B,C,D,E,F,G) para el SI, DO, RE, 
MI, FA, SOL respectivamente. 
 
Ilustración 19 
El “4” significa en que octava nos encontramos. Siendo 0 la octava más grave audible y 10 la 
más aguda. 
La nota más grave que podemos oír es E(0) correspondiente a 20,602 Hz y E(10) la nota más 
aguda correspondiente a 21.096 Hz. Seguramente no seremos capaces de escuchar con 
claridad estas dos notas, ya sea por la imperfección de nuestro sistema de audio o porque 
nuestro oído no sea capaz de percibirla. 
El espectro audible (20 Hz – 20 kHz) lo dividimos en 10 octavas. Una octava es el intervalo que 
hay entre dos sonidos de tal manera que uno tiene el doble de frecuencia que el otro y 
corresponde a las doce notas de una escala musical cromática. Es decir, la escala musical no 
tiene una relación lineal entre nota y frecuencia, por el hecho de que entre una octava hay una 
relación del doble de frecuencia una nota respecto la otra. Tiene una relación exponencial 
(este tema se verá en apartados siguientes). 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
27 
 
 
Reseña histórica 
Como hemos dicho, actualmente el A(4)=400 Hz es nuestra nota patrón a la hora 
de afinar instrumentos, pero no siempre han sido 440 Hz. 
Antes del s XX, no existía un patrón de afinación, en cada lugar había un sistema 
de afinación distinto. Se cree que los primeros órganos de Alemania en la época 
Medieval estaban afinados a A(4)=567 Hz, mientras ya entrados en el s XVI los 
instrumentos estaban afinados en A(4)=377 Hz. No existía ningún estándar, por lo 
que los músicos debían adaptarse a las afinaciones de cada lugar. 
Durante el s XVIII aparecieron los primeros diapasones. Un diapasón consiste una 
horquilla metálica que cuando era golpeada resonaba a la afinación patrón. 
Generan un tono muy puro, cuya mayor parte de energía vibratoria está en la 
frecuencia fundamental, y en los armónicos la intensidad es muy baja, casi 
imperceptible. Fue inventado por John Shore, un sargento trompetista en 1711 
(Inglaterra). Se conserva un diapasón inglés (que no se desafinaba con el paso del 
tiempo) que afinaba en A(4)=380 Hz, mientras que en la misma época, Bach 
afinaba sus órganos en 480 Hz, una diferencia de 4 semitonos. Se han encontrado 
otros diapasones como el de Händel (1740) que afinaba a 422,5 Hz, otro en 1780 
afinado en 409 Hz y el de Mozart, que optaba por afinarlo a 422 Hz. 
Durante el s XIX se intentó establecer un sistema de afinación universal, y muchas 
orquestras competían entre ellas para lograr el sonido más agudos y brillantes. En 
1859 el gobierno francés dictó una ley en la que establecía el A(4) a 435 Hz. 
En 1896 la Sociedad Filarmónica de Londres decidió afinar sus instrumentos según 
la Ley que estableció el gobierno francés, y después de tocar un concierto se dieron 
cuenta de que por el incremento de temperatura, una afinación de 435 Hz a 15ºC 
se transformaba a una afinación de 440 Hz a 20ºC a causa de la diferencia de 
densidad del aire. 
No fue hasta la década de los 40’ cuando se estableció el estándar que conocemos 
actualmente gracias a la radio, que buscaban un sistema de estandarización, ya 
que el público estaba expuesto simultáneamente a muchas grabaciones y se 
estableció el A(4) 440 Hz en 1939 en una conferencia 
internacional en Londres. 
Aún hoy, se tienen dudas acerca de cuál es el sistema de 
afinación idóneo, ya que muchos expertos afirman que la 
afinación que resulta más agradable al oído por su 
naturaleza es la de A(4) 432 Hz [11]. 
 
 
Ilustración 20 
 
 
 
28 
 
Más adelante, en el apartado de conceptos musicales profundizaremos más sobre este tema. 
 
Frecuencia propia 
Hemos definido la frecuencia propia en el ámbito musical, pero también se conoce como 
frecuencia propia o frecuencia de resonancia a aquella frecuencia que genera una máxima 
oscilación del cuerpo, es decir, que con una mínima excitación llegan a su máxima amplitud. En 
cuerpos sólidos la frecuencia de resonancia depende de su masa (m) y su rigidez (K): 
𝐹 =
1
2𝜋
√
𝐾
𝑚
 
Si hablamos desde el punto de vista de la acústica, la frecuencia natural de un sonido es 
aquella frecuencia que predomina dentro de su espectro. 
 
Intensidad 
 
La intensidad es la propiedad que mide el volumen, la amplitud de la presión de un sonido. 
La generación de ondas sonoras ocurre cuando la fuente hace que las moléculas del aire 
oscilen alrededor de su punto de equilibrio. Da lugar a variaciones de densidad y presión del 
aire como hemos visto anteriormente. 
 
Ilustración 21 
 
Existe una fórmula para expresar la variación de presión cuando una fuente emite una onda 
sonora: 
𝛥𝑝 = 𝛥𝑝𝑜 · sin(𝜔𝑡 − 𝑘𝑥) 
 
 
 
 
29 
 
En el Sistema Internacional la presión se mide en Pascales, pero en el mundo de la acústica se 
usa la medida del decibelio (dB). El decibelio es una propiedad distinta a las que estamos 
familiarizados, ya que es adimensional y logarítmico. 
Existen muchas formas de definir el decibelio (mediante voltajes, presiones…). En este trabajo 
lo definiremos en base a las presiones. Empezaremos presentando la fórmula: 
𝑑𝐵 = 20 · 𝑙𝑜𝑔10 (
𝑃
20
) 
Como hemos dicho anteriormente el decibelio es una magnitud adimensional (relación de 
presiones) y logarítmica. Para establecer la relación de presiones se acude a dos valores. Un 
valor referencia que es 20 µPa que corresponde al umbral de audición, es decir, aquellas 
vibraciones que generen presiones inferiores a 20 µPa no seremos capaces de percibirlas. El 
segundo valor al que acudimos para calcular la intensidad de sonido, es la presión que genera 
dicho sonido que queremos medir (en micropascales) [12]. 
Existen tablas en las que podemos comparar distintos sonidos y su intensidad, y mediante 
estudios se ha llegado a la conclusión que el umbral del dolor generado por un sonido es de 20 
Pa (20.000.000 Pa). Sustituyendo en la fórmula: 
𝑑𝐵 = 20· 𝑙𝑜𝑔10 (
20 · 106
20
) = 120 𝑑𝐵 
 
Es decir, 120 dB es la máxima intensidad de sonido que nuestro oído puede percibir sin dolor. 
A continuación se adjunta la tabla a la que se le ha hecho mención anteriormente: 
 
Tabla 4 
 
 
 
30 
 
Como podemos observar es difícil comparar dos sonidos mediante la magnitud del decibelio, 
ya que es logarítmica y un sonido que genere el doble de decibelios que otro no producirá la 
misma intensidad de sonido. 
Por otra parte, la sensación sonora depende de la intensidad y de la frecuencia. En el siguiente 
gráfico podemos apreciar las líneas isofónicas (que provocan la misma sensación sonora) en 
función de la frecuencia y de la intensidad. 
 
Ilustración 22 
 
En la figura podemos apreciar dos curvas límites que corresponden al umbral de audición 
(curva inferior) y al umbral del dolor (curva superior). 
El umbral de audición corresponde a la intensidad a 1000 Hz, 0 dB (se usa como referencia) y el 
umbral del dolor es asociado a los 1000 Hz (120 dB). 
La localización auditiva es la percepción de la dirección de procedencia de un sonido, en el que 
intervienen ambos oídos. El oído más próximo a la fuente detecta un sonido de mayor 
intensidad. También depende de la frecuencia del sonido. Para f<1700 Hz (λ > 0.2 m), llega a 
cada oído una parte diferente de la onda, pero si f>1700 Hz (λ < 0.2 m) la intensidad es mucho 
mayor en el oído más cercano a la fuente. Esto es debido a que la frecuencia límite 
corresponde con la frecuencia cuya longitud de onda es del orden del tamaño de la cabeza. 
Para los humanos es aproximadamente 0,2m. Para otros animales es distinta, a continuación 
vemos un gráfico con la frecuencia límite para distintos animales [13]: 
 
 
 
31 
 
 
Ilustración 23 
 
Timbre 
 
Probablemente, el timbre es la cualidad más difícil de definir, de estudiar y de medir en la 
acústica. El timbre es la propiedad que nos permite distinguir dos sonidos distintos de igual 
tono y amplitud. 
El timbre de un sonido está caracterizado por dos de sus representaciones. Su espectro y su 
envolvente. 
 
Espectro sonoro 
El espectro es una representación del sonido que nos da información acerca de qué 
frecuencias integran un sonido y cuáles son sus respectivas amplitudes o fase. Se le llama tono 
puro a aquel sonido que solo tiene amplitud en su frecuencia fundamental. Este sonido es muy 
difícil de encontrar en la naturaleza. Podemos expresar cualquier sonido como una 
superposición de distintos tonos puros (con distintas frecuencias fundamentales). 
 
 
 
32 
 
 
Ilustración 24 
 
Podemos clasificar los espectros en cuatro tipos [14]: 
• Sonidos discretos periódicos: El espectro está formado por líneas verticales 
equidistantes entre sí. La primera línea corresponde a la frecuencia fundamental y las 
sucesivas a sus armónicos (segundo, tercero…) por orden. La altura de la línea vertical 
corresponde a la amplitud del armónico respectivo. 
 
 
 
Ilustración 25 
 
• Sonidos discretos no periódicos: Su espectro es muy similar al anterior con la 
particularidad de que las líneas verticales no son equidistantes entre sí. 
 
 
Ilustración 26 
 
 
 
33 
 
 
• Sonidos de espectro continuo: Corresponden a espectros con líneas verticales en casi 
todas las frecuencias, es decir una gama continua de frecuencias. En este caso no es un 
espectro periódico. A la hora de representarlo gráficamente es más cómodo usar la 
densidad espectral (energía por unidad de frecuencia). 
 
Ilustración 27 
 
Ilustración 28 
 
• Espectro mixto: Es la superposición de un sonido de espectro continuo y uno o más de 
espectro discreto. Este tipo de sonido corresponde a la mayoría de sonidos que 
percibimos de nuestro entorno. 
 
 
Ilustración 29 
 
 
 
 
 
 
 
34 
 
 
 
Curiosidad 
 
Existen dos espectros muy representativos en el mundo de la acústica. El primero de ellos es el 
espectro del ruido blanco, en el que todas las frecuencias tienen la misma intensidad. El 
espectro asociado a ese ruido es una línea recta constante para todas las frecuencias. 
 
Ilustración 30 
Otro espectro muy característico es el ruido rosa. Tiene una representación espectral 
proporcional a 1/f, es decir, a medida que aumenta la frecuencia, la intensidad disminuye de 
manera inversa. Su espectro tiene el siguiente aspecto: 
 
Ilustración 31 
La asociación de ruidos con colores se debe a la similitud de su comportamiento con los colores. 
Sabemos que la luz blanca es la superposición de todos los colores con la misma intensidad, y la 
luz rosa contiene todos los colores pero el rojo con mayor intensidad. 
El ruido rosa se utiliza mucho en el mundo de la acústica como señal de prueba para ensayos 
acústicos, ya que sirve como patrón y permite comparar mediciones en distintos puntos y 
ambientes. 
 
Envolvente sonora 
 
La envolvente de un sonido consiste en una manera de definir la evolución temporal en 
amplitud de cualquier sonido, en términos de cuatro parámetros: 
 
 
 
35 
 
• Ataque: Lo que tarda en escucharse el sonido después de haber sido emitido o 
ejecutado 
• Decaimiento: Tiempo que tarda la amplitud en reducirse a la de sostenimiento, una 
vez alcanzada la amplitud máxima. 
• Sostenimiento: Amplitud que se mantiene constante hasta que deja de inducir 
vibración 
• Relajación: Tiempo que tarda el sonido en perder toda su amplitud una vez se ha 
dejado de emitir. 
El timbre es una propiedad dinámica, es decir, es un fenómeno en constante evolución. En 
cada instante la forma de onda es distinta. 
 
Ilustración 32 
 
Para finalizar podemos concluir que el timbre de un sonido lo caracterizan su espectro 
(representación amplitud o fase respecto de la frecuencia) y su envolvente (representación 
gráfica de la amplitud respecto del tiempo). 
 
El timbre es el motivo de estudio de este trabajo, ya que la finalidad es llegar a relacionar la 
calidad del sonido con su representación espectral, por ello, este tema será tratado con más 
profundidad en el apartado “Calidad del sonido” 
 
 
 
 
 
 
 
36 
 
Duración 
 
La duración de un sonido es una propiedad fácil de entender. Se denomina duración al espacio 
temporal que ocupa un sonido desde su aparición hasta su extinción. Existen sonidos largos, 
cortos y medianos. Con la combinación de distintas duraciones de sonido produciremos 
diferentes ritmos. 
La duración natural de un sonido depende de la fuente de la que provenga. Existen 
instrumentos que producen sonidos largos como el violín, o el violoncelo. Hay otros 
instrumentos que producen sonidos de duración corta como un xilofón, las palmas… 
Instrumentos como el piano o la guitarra (de cuerda percutida), la duración del sonido viene 
definida por el tiempo que la cuerda se mantiene vibrando (sonando). Esto depende del tipo 
de cuerda, de la calidad del instrumento… 
 
Para finalizar el apartado de conceptos acústicos podemos mostrar una tabla en la que vemos 
las 4 propiedades del sonido y de qué parámetro físico dependen más [15]: 
 
Ilustración 33 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
37 
 
 
FENÓMENOS ACÚSTICOS 
 
Por ser el sonido una onda longitudinal, presenta los fenómenos ondulatorios propios de ella. 
A continuación nos centraremos en los fenómenos acústicos que intervienen en nuestro 
objeto de trabajo que es la guitarra española: 
 
Radiación del sonido 
 
La radiación del sonido es el proceso de crear ondas de sonido y dejarlas propagarse sobre 
cualquier superficie. Una guitarra tiene dos fuentes de radiación, las placas vibrantes y la boca 
de la guitarra (agujero). Asumimos que la placa superior genera mucho más sonido que la 
inferior, ya que esta última tiene una función meramente estructural. 
Cuando hablamos de una fuente de radiación de sonido, se habla de cuantos polos de 
radiación tiene. En la guitarra podremos tener un polo o dos polos de radiación. 
Un monopolo, es un tipo de radiaciónen el que en desde un punto en concreto se emite 
radiación en todas las direcciones. 
Un dipolo está formado por dos monopolos unidos. A continuación vemos imágenes de la 
radiación de un sonido dependiendo del número de polos que tenga [16,17]. 
Monopolo: 
 
Ilustración 34 
 
 
 
38 
 
Dipolo: 
 
Ilustración 35 
Podemos observar que en dipolo, hay una diferencia de fase de 180º entre ambos polos. Esto 
implica que si nos situamos en la línea de amplitud cero, no seríamos capaces de escuchar 
nada (asumiendo que no existen reflexiones). 
La boca de la guitarra actúa siempre como un monopolo. Matemáticamente puede ser tratado 
como un pistón situado en el centro del monopolo. En las regiones cercanas al pistón el sonido 
se concentra en el movimiento del eje. En las regiones lejanas, el sonido es omnidireccional y 
es función del ángulo de fase del pistón [18]. 
La radiación acústica del cuerpo de la guitarra está condicionada por las formas modales de la 
placa vibrante. Es muy difícil de describir matemáticamente las formas modales de la placa 
vibrante de la guitarra, pero podemos simplificarlo considerando placas rectangulares. 
La distribución de velocidades para una placa de longitud de lados a y b es: 
𝑣(𝑥, 𝑦) = 𝑉 · sin (
𝑝𝜋𝑥
𝑎
) · sin (
𝑞𝜋𝑦
𝑏
) 
Donde V es la amplitud, p y q definen el número de antinodos en las direcciones x e y. 
Un antinodo es aquel punto en el que la amplitud es máxima. Un nodo es lo contrario, un 
punto en el que la amplitud siempre es cero. 
En la primera forma modal (p=1 y q=1) no existe una línea nodal interior, ya que solo tenemos 
un antinodo en ambas direcciones. 
 
 
 
39 
 
 
Ilustración 36 
Siguiendo este patrón encontramos muchas formas nodales que puede adoptar una placa 
vibrante: 
 
Ilustración 37 
Observamos que los antinodos están desfasados 180º unos respecto sus contiguos, esto 
conlleva que las presiones que se ejercen en estos antinodos son de signo contrario entre ellos 
[18]. 
 
 
 
40 
 
En la guitarra estas placas vibrantes las encontramos principalmente en la parte inferior al 
puente, ya que es la región que menos restricciones mecánicas tiene y tiene la suficiente 
movilidad como para ser un radiador de sonido eficaz a bajas frecuencias: 
 
 
 
Absorción 
 
 
El efecto de absorción de un sonido es debido a que los sólidos contra los que rebotan las 
ondas no son perfectamente rígidos (ideal) sino que tienen una cierta deformación al ser 
impactados por el sonido, y eso produce que absorban parte de la energía de la onda, 
devolviendo una energía menor a la que se ha emitido. Existe un parámetro para definir éste 
fenómeno, el coeficiente de absorción. 
Sea 𝐸𝑖 la energía de la onda incidente y 𝐸𝑟 la energía de la onda reflejada, la diferencia entre 
estas dos energías (𝐸𝑎) se denomina energía absorbida. Esta diferencia de energías es 
equivalente a la suma de energías disipadas y transmitidas por la pared: 
 
𝐸𝑎 = 𝐸𝑖 − 𝐸𝑟 = 𝐸𝑑 + 𝐸𝑡 
 
Ilustración 38 
 
 
 
41 
 
 
Ilustración 39 
 
Se define coeficiente de absorción como el coeficiente entre la energía absorbida y la energía 
emitida por la fuente: 
∝=
𝐸𝑎
𝐸𝑖
 
Donde 0 ≤ ∝ ≤ 1. El coeficiente de absorción es un parámetro que depende del material en el 
que refleja la onda y la frecuencia de la onda. 
A continuación vemos un gráfico acompañado de una tabla en la que se muestra la variación 
del coeficiente de absorción dependiendo de la frecuencia y del material en la que refleja la 
onda [20]. 
 
 
 
 
42 
 
 
Ilustración 40 
 
Reflexión 
 
La reflexión es un fenómeno que ocurre en todo tipo de ondas como la luz, el sonido… Ocurre 
cuando una onda rebota contra un cuerpo con un cierto ángulo de incidencia, generando un 
ángulo de reflexión. Siempre se cumple que el ángulo de incidencia es igual al ángulo de 
reflexión. 
Estas ondas reflejadas, pueden interferir con otras ondas incidentes, produciendo patrones de 
interferencia constructiva y destructiva. A continuación vemos un ejemplo. 
 
 
Ilustración 41 
 
 
 
 
43 
 
Esto comporta que cuando una onda reflejada se suma a una onda incidente, la intensidad de 
sonido (amplitud) resultante es el doble en una zona cercana a la superficie. Esta duplicación 
de la presión da un incremento de 6 dB de la señal captada por un aparato receptor. 
La fase de las ondas sonoras reflejadas y la reflexión de ondas de cuerdas por sus extremos, 
determinan si la interferencia será constructiva o destructiva. Cuando la onda reflejada y la 
incidente se mueven en sentidos opuestos se añaden la una a la otra, pero se pierde el aspecto 
de propagación, y la vibración resultante es a lo que llamamos onda estacionaria. La reflexión 
de una onda sonora contra una pared dura no produce un cambio de fase, a eso se le llama 
que la pared tiene una mayor impedancia acústica [21]. 
 
 
Ilustración 42 
 
Esto genera unos cambios de presión en el aire, que es lo que genera una mayor o menor 
intensidad de sonido. 
La reflexión de un sonido provoca fenómenos muy conocidos como el eco. Para que el oído 
humano pueda distinguir el sonido emitido y el sonido reflejado debe haber una distancia 
mínima de 17 m entre la fuente de sonido y el objeto contra el que rebotan. Es por eso que 
para grandes salas de concierto, las paredes deben tener un suficiente coeficiente de 
absorción para que no se produzca eco y se escuchen los sonidos emitidos por una orquestra 
con total nitidez. 
 
 
 
44 
 
 
Ilustración 43 
 
Otro fenómeno asociado a la reflexión es la reverberación, que se conoce como la 
prolongación del sonido percibido desde la sala una vez la fuente sonora haya dejado de emitir 
sonido. Es resultado de múltiples reflexiones no simultáneas sobre los planos de las diferentes 
paredes [22]. 
 
Refracción 
 
Al igual que la reflexión, la refracción es un fenómeno que ocurre con todo tipo de ondas. Es el 
fenómeno que ocurre cuando una onda cambia de dirección y de velocidad al pasar de un 
medio a otro. Solo se produce si la onda incide oblicuamente sobre la superficie de separación 
y si estos tienen índices de refracción distintos [23]. 
En la refracción intervienen tres elementos: el rayo incidente, la línea perpendicular a la 
superficie y el rayo refractado. 
Si la onda pasa de un medio a otro en el que la onda viaja más rápido, el rayo refractado se 
acerca a la línea normal, mientras que si pasa de un medio a otro en el que la onda viaja más 
lento, el rayo se aleja a la normal. 
 
 
 
45 
 
 
Ilustración 44 
La refracción produce un cambio de fase al traspasar la superficie contra la que incide la onda 
sonora. Este desfase depende de la frecuencia de la onda incidente y del tipo de células 
unitarias que componen la superficie. 
 
Difracción 
 
La propiedad de las ondas a rodear obstáculos se denomina difracción. El caso más común y 
más utilizado para aprovechar la difracción es el de hacer pasar una onda sonora a través de 
una abertura. Éste hecho hace que la abertura se convierta en un nuevo foco emisor de la 
onda. La magnitud de este fenómeno depende de la relación que existe entre la longitud de 
onda y el tamaño de la abertura. 
Si una abertura es grande en comparación con la longitud de onda el efecto de la difracción es 
imperceptible. Pero si el tamaño de la abertura es semejante a la longitud de onda, los efectos 
de la difracción son grandes y la onda no se propaga solamente en la dirección de los rayos 
rectilíneos, sino que se dispersa como si procediese de una fuente puntual localizada en el 
centro de la abertura. 
A continuación vemos un ejemplo gráfico de la diferencia entre una abertura similar a la 
longitud de onda y el caso contrario: 
 
 
 
 
46 
 
 
Ilustración 45 
 
Vemos como la onda al pasar por el orificio se expande en todas direcciones creando así un 
foco emisor 
 
 
Ilustración 46 
 
En este casola apertura es mucho más grande que la longitud de onda y la dirección de la 
onda es lineal al traspasar el orificio y cuanto más se aleja más se dispersa la onda. 
En el caso de obstáculos puntuales la onda siempre tiende a rodear el obstáculo. Las ondas de 
mayor frecuencia suelen tener una dirección más lineal, pero las ondas de baja frecuencia 
acostumbran a propagarse en todas direcciones [24]. 
El hecho de que la difracción es más pronunciada con longitudes de ondas mayores, implica 
que podemos escuchar bajas frecuencias alrededor de obstáculos mejor que las altas 
frecuencias. 
Podemos ver un ejemplo que nos muestra la diferencia entre la difracción en altas y bajas 
frecuencias: 
 
 
 
 
47 
 
 
Ilustración 47 
 
Podemos ver como la persona que va andando, escuchará mejor la señal de baja frecuencia 
que la de alta frecuencia. 
Esta sección será importante en nuestro proyecto, ya que en la guitarra es uno de los 
fenómenos acústicos más importantes. 
 
Importancia de los fenómenos acústicos en la guitarra 
 
Estos fenómenos acústicos intervienen directamente en el sonido que emite una guitarra. 
Debemos tener en cuenta que nuestro oído percibe el sonido de la guitarra principalmente 
gracias a la caja de resonancia. La cuerda es simplemente un medio de transporte de esa 
energía entre nuestro dedo y la caja de resonancia. Una vez la energía se transmite a la caja, 
ahí ocurren todos estos fenómenos acústicos. 
Para hacernos una idea, a continuación mostramos un esquema ya visto anteriormente para 
ver cómo se reparte la energía del sonido en una guitarra: 
 
Ilustración 48 
 
 
 
48 
 
Podemos observar cómo la energía de la onda incidente se transforma en energía reflejada, 
energía absorbida por la madera y energía que se transmite al medio contiguo a la madera 
(exterior). A continuación explicaremos la importancia de estos fenómenos en nuestra 
guitarra. 
Reflexión 
 Cuando un guitarrista pulsa una cuerda se produce una transmisión de energía entre el dedo y 
la cuerda. Esa energía que se entrega a la cuerda, se transferirá a la caja de resonancia 
mediante el puente, un punto de unión entre la cuerda y el puente. Esta energía que recibe el 
puente hará vibrar la tapa superior de la guitarra produciendo una perturbación del aire que 
hay a su alrededor (principalmente dentro de la guitarra). Debemos tener en cuenta que el 
sonido que escuchamos de un instrumento de cuerda como la guitarra, procede casi 
completamente del cuerpo o caja de resonancia del instrumento y no de la cuerda. Esto lo 
podemos demostrar con el área en contacto entre la cuerda o caja de resonancia y el aire: 
• Área de la cuerda en contacto con el aire: 0,0024 𝑚2 
• Área de la caja de resonancia en contacto con el aire: 0.36 𝑚2 
Vemos que el área en contacto con el aire de la caja de resonancia es 150 veces mayor al de la 
cuerda. Esto nos da una idea de la importancia en el sonido de la cuerda y de la caja. La cuerda 
tiene muy baja capacidad de perturbar el aire. 
Si nos pusiéramos en la hipotética situación de que la cuerda no transmitiera energía a la caja 
(coeficiente de reflexión R=1), escucharíamos un sonido muy débil durante un largo tiempo 
(directamente de la cuerda a nuestros oídos). De esta manera la caja no tendría ninguna 
importancia acústica. 
En la situación de R=0, es decir, sin reflexión (toda la energía de la cuerda se transmite a la 
caja) escucharíamos un sonido muy fuerte, pero muy corto directamente desde la caja. 
Ambos extremos son indeseables para la fabricación de una guitarra, así que el fabricante 
debe buscar un punto intermedio agradable para el oyente y optimizando el sonido de la 
guitarra. 
Al pulsar la cuerda de la guitarra se producen simultáneamente dos ondas en la misma 
dirección pero sentidos opuestos, de valores ξ·(x-vt) y ξ(x+vt). Estas ondas se irán reflejando 
desde el traste pulsado hasta al puente hasta que la energía vaya disminuyendo y la cuerda 
deje de vibrar. Este fenómeno se produce gracias a la transmisión de energía que hay entre la 
cuerda y la caja de resonancia. 
El coeficiente de reflexión se define como la relación entre las amplitudes incidentes y 
reflejadas. Está relacionado directamente con el número de reflexiones que se producen en 
una onda de la siguiente manera: 
ξ𝑟 = 𝑅𝑁 · ξ𝑖 
Siendo I la amplitud (r: reflejada, i: incidente) y N el número de reflexiones. 
 
 
 
49 
 
 
Absorción 
Como ya sabemos, la madera de la que está constituida la guitarra, es un material poroso, y 
por tanto es un material que absorbe tanto energía como humedad. Existe un término muy 
significativo en este apartado, el de damping (amortiguamiento). El damping es debido a las 
pérdidas de energía que tenemos debidas a la radiación del sonido y del material (madera). El 
damping es una función directamente proporcional a la velocidad del sonido. 
 
Ilustración 49 
Como vemos en la imagen, el damping produce un amortiguamiento, un sustain del sonido 
hasta apagarse del todo. 
Existen algunos modelos para explicar el efecto proporcional del damping. Por ejemplo el 
modelo de dos grados de libertad nos dan una idea de cómo se comportan la interacción 
material cuerda en el amortiguamiento del sonido. 
Las dos masas representan los dos elementos que intervienen (cuerda y madera), donde k 
representa la rigidez y c el coeficiente de amortiguamiento (damping) [18]. 
 
 
Ilustración 50 
 
 
 
50 
 
Difracción 
La difracción es uno de los fenómenos acústicos más importantes en la guitarra. Como hemos 
dicho, cualquier sonido emitido por una guitarra no amplificada empieza con la energía 
cinética provocada por la oscilación de la cuerda. Una oscilación de 1 o 2 mm genera un sonido 
apropiado para la guitarra. Esa vibración es transmitida al puente y como consecuencia a la 
placa superior de la guitarra, que emite esa energía hacia su interior, reflejando las ondas y 
amplificándolas al salir por el agujero. De esta manera el agujero trabaja como una nueva 
fuente de sonido. La potencia de esta fuente de sonido depende de la frecuencia a la que sea 
expuesta. 
La diferencia de la radiación de sonido entre altas y bajas frecuencias viene dado por el 
tamaño del radiador de sonido. El radiador puede ser una superficie que vibra o bien la boca 
de la guitarra. Esto es debido a que el comportamiento del sonido depende de la longitud de 
onda comparada con la dimensión del radiador. Si la longitud de onda es pequeña comparada 
con el radiador, el sonido viaja en una dirección concreta, rectilínea. Pero si la longitud de 
onda es grande comparada con el radiador, el sonido se dispersa en todas las direcciones de 
forma esférica. Si la longitud de onda es similar a la del radiador, la propagación será un punto 
intermedio entre unidireccional y esférica. 
 
Ilustración 51 
 
 
A continuación mostramos un esquema de cómo se comporta el flujo de energía en una 
guitarra [18]: 
 
 
 
51 
 
 
Ilustración 52 
 
La longitud de onda depende de la velocidad del sonido y de su frecuencia mediante la 
siguiente fórmula: 
𝜆 =
𝑐
𝑓
 
La velocidad del sonido en el aire es aproximadamente 341 m/s. Entonces solo necesitamos 
conocer la frecuencia de un sonido para determinar su longitud de onda. 
La frecuencia de un Mi de la última cuerda de una guitarra es f=82,4 Hz, por lo que su longitud 
de onda será 4,14 m. La frecuencia de un Mi de la primera cuerda en el 12 traste es 659 Hz, 
por lo que su longitud de onda será de 518 mm. 
Conociendo la fórmula de la longitud de onda podemos calcular la frecuencia a partir de la cual 
consideramos altas o bajas frecuencias en la guitarra dependiendo del tamaño de la boca. El 
umbral que distingue altas o bajas frecuencias es aquel en el que la longitud de onda de dicha 
frecuencia coincida con la longitud de la boca de la guitarra. 
El diámetro del agujero de una guitarra española estándar es aproximadamentede unos 88 
cm. Conocemos la velocidad del sonido (341 m/s). Haciendo el cálculo: 
𝜆 =
𝑐
𝑓
→ 𝑓 =
𝑐
𝜆
=
341 (
𝑚
𝑠 )
0,88𝑚
= 387,5 𝐻𝑧 
Sabiendo que la frecuencia asociada a una longitud de onda de 88 cm es 387,5 Hz. Ahora 
debemos encontrar a qué nota corresponde: 
 
 
 
52 
 
 
Tabla 5 
Esta tabla nos indica las frecuencias en una guitarra en función de la cuerda y del traste que 
pisemos. Observamos que nuestra frecuencia 387,5 Hz corresponde entre otras a la primera 
cuerda entre los trastes 2 y 3. Esta frecuencia no corresponde a una nota en concreto, sería 
una nota entre el Fa# y el Sol. Podemos comprobar mediante un experimento que la vibración 
de la placa vibrante de la guitarra es nula cuando tocamos notas superiores al Fa#, ya que en 
este caso la dirección de la onda es rectilínea. 
Para comprobar éste fenómeno, realizaremos un ensayo haciendo un barrido de frecuencias y 
captando la vibración en un punto de la guitarra. Lo veremos en el apartado “Ensayos 
Experimentales”. 
 
 
 
 
 
 
53 
 
PARTES CONSTITUTIVAS DE LA GUITARRA 
 
 
La guitarra se compone principalmente por tres elementos: la caja de resonancia, el mástil y la 
cabeza. Cada elemento estará compuesto por diferentes objetos, cada uno con una función 
específica. 
Las partes estructurales de la guitarra son las siguientes: 
 
A parte tenemos otros elementos imprescindibles a la hora de emitir un sonido característico 
de la guitarra como por ejemplo las cuerdas, los clavijeros… 
A continuación vamos a describir estos elementos y comentaremos la importancia que tienen 
en la guitarra. 
Los elementos de una guitarra pueden tener dos funciones [25]: 
• Estructural: Tienen función estructural todos aquellos elementos cuyo objetivo 
principal sea garantizar un correcto comportamiento estático y dinámico. Son aquellos 
Caja de resonancia 
Tapa armónica 
Cabeza 
Mástil 
Diapasón 
Flancos 
Puente 
Boca 
Ilustración 53 
 
 
 
54 
 
que resisten fuerzas y esfuerzos producidos por la tensión de las cuerdas o por la 
propia estructura de la guitarra. 
 
• No estructural: Corresponde a todos aquellos elementos que tienen la función de 
emitir un sonido de calidad y característico de la propia guitarra. Todos estos 
elementos que tienen una función no estructural, están estudiados de tal manera que 
la emisión de ondas acústicas se realice de la manera adecuada. 
 
• Mixtos: Existen algunos elementos que tienen ambas funcionalidades. 
 
Caja de resonancia 
 
La caja de resonancia es una de las partes más importantes en la guitarra. Tiene la función de 
amplificar el sonido emitido por la cuerda, haciendo resonar las ondas acústicas en su interior 
y dejándolas salir por el agujero. 
Está formada por dos tapas exactamente iguales en cuanto a forma y por dos tiras de madera 
que siguen el contorno de las tapas, que se cierran por ambos extremos. Estos elementos 
generan un volumen de aire en su interior. 
Las dos tapas se distinguen por el hecho de que la tapa superior (tapa armónica) tiene un 
agujero por donde salen las ondas acústicas y un puente en el cual se sujetan las cuerdas [26]. 
Cada elemento de la caja de resonancia tiene su propia función. A continuación explicaremos 
detalladamente cada parte de la caja de resonancia [26]: 
 
Puente 
 
El puente es el elemento que (junto a las cuerdas) une acústicamente el mástil y la caja de 
resonancia. La función del puente es completamente acústica. 
Consiste en una pieza de madera adherida a la tapa armónica. Está situado a un tercio de la 
longitud total de la tapa armónica. La ubicación del puente depende de la longitud y posición 
del mástil. Se debe cumplir el requisito de que la longitud de las cuerdas (desde el puente 
hasta la cabeza del mástil) debe ser de 65 cm. Contra más largo sea el mástil más arriba 
(centrado) estará el puente [27]. 
 
 
 
55 
 
 
Ilustración 54 
Su construcción depende del tipo de guitarra. Habitualmente es una pieza de madera que se 
adhiere a la tapa armónica con el objetivo de que se transmita toda la energía de las cuerdas 
hasta la tapa. Si la adhesión del puente absorbe demasiada energía su sonido no será el 
deseado, ya que la frecuencia de vibración de la tapa no coincidirá con la de la cuerda, por ello 
la adhesión debe ser buena, rígida y resistente. 
 
Ilustración 55 
El punto en contacto entre la cuerda y el puente es a lo que denominamos “montura”. 
Consiste en una pieza esbelta de marfil (muchas veces es de plástico sintético de alta densidad 
o hasta de metal) que posee un alto coeficiente de reflexión con el objetivo de que las ondas 
se transfieran de manera óptima a la tapa armónica. 
 
 
 
56 
 
El puente es el punto de máxima solicitación mecánica de la guitarra, ya que es el que soporta 
toda la tensión de las cuerdas. Es por ello que se construye de manera aparte de la guitarra, 
para poder ser sustituido en caso de desgaste o grieta. Otro motivo es la complejidad de 
fabricar el puente y la tapa como un mismo elemento. 
 
Ilustración 56 
Una función del puente es mantener una adecuada altura de las cuerdas respecto del diapasón 
con el objetivo de tener cierta ergonomía a la hora de pisar una cuerda en el diapasón. La 
altura de la cuerda debe ser la idónea con tal de que no sea demasiada alta (dificulta pisar las 
cuerdas con rapidez, se requiere más fuerza en los dedos) ni demasiado baja (podría llegar el 
caso que la cuerda roce con algún traste y se produzca lo que conocemos como “ceceo”). 
Estudiaremos de manera más detallada la solicitación mecánica del puente en el apartado 
“Análisis de fuerzas y momentos”. 
Muchos físicos han descubierto que la guitarra es un sistema de generación de sonido muy 
ineficiente. Se calcula que aproximadamente un 95% de la energía cinética generada se 
transfiere a vibraciones mecánicas y también se disipa en forma de calor y fricción. Sólo un 5% 
de la energía de vibración se convierte en sonido. Por este motivo es sumamente importante 
la calidad de la montura, ya que si se pierde algo de esta energía se obtendrá una pérdida 
desproporcionada en relación con el instrumento. También es muy importante el material del 
que está hecho con la finalidad de que tenga las mejores prestaciones para no absorber 
energía (no compresible, duro y rígido). 
El puente tiene tres tipos de movimiento a la hora de vibrar [27]: 
 
 
 
57 
 
 
Ilustración 57 
En la primera imagen vemos como el puente vibra como una sola pieza en la dirección vertical, 
en la segunda lo hace rotando respecto el eje situado en la mitad de la longitud del puente, y 
en el tercero vibra con un sentido torsional respecto el eje longitudinal. El tipo de vibración 
depende de las formas modales en la que vibre la tapa harmónica. El primer modo de 
vibración se dará cuando el puente se encuentre en un punto de máxima amplitud (antinodo), 
el segundo ocurrirá cuando una línea nodal cruce el puente de manera transversal, y el tercer 
modo de vibración lo encontraremos cuando una línea nodal cruce el puente de manera 
longitudinal. 
La vibración del puente y su modo de vibración generará deformaciones en la tapa armónica 
de la guitarra y transmitirá esas frecuencias propias a la que vibrará la tapa armónica 
solidariamente con el puente y la cuerda. 
 
Tapa armónica 
 
La tapa armónica es seguramente, la parte más importante de una guitarra a la hora de emitir 
un sonido. Como se ha comentado anteriormente, las cuerdas transmiten a la tapa armónica 
todas las vibraciones mediante el puente y obligan a hacer vibrar la tapa a la misma frecuencia 
que las cuerdas. El hecho de que la tapa vibre provoca que se mueva el aire contenido en la 
caja y amplifica esas ondas sonoras dejándolas salir por la boca. Ya hemos comentado en el 
apartado de “Fenómenos acústicos – Difracción” el fenómeno de la amplificación del sonido 
mediante la boca de la guitarra gracias al fenómenode la difracción. 
 
 
 
58 
 
 
Ilustración 58 
 
El grosor de la tapa armónica oscila entre los 2,5 mm y los 4 mm. Está compuesta de dos 
mitades en el sentido longitudinal de la veta de la madera. El hecho de que se construya a 
partir de dos mitades es para asegurar la simetría de la geometría t de la distribución de vetas. 
Además tiene otro motivo, y es que de construirse de una sola pieza deberíamos partir de un 
tronco muy grueso. Las dos mitades se obtienen de cortar un tronco en el sentido longitudinal 
para asegurar una correcta distribución de las vetas [26]. 
 
Ilustración 59 
La tapa armónica suele estar construida de madera de pinabete, ya que es la madera que 
mejores prestaciones tiene respecto la relación densidad-rigidez. El sentido de las vetas es muy 
importante, ya que ofrecen una distinta resistencia a la velocidad del sonido. En el sentido 
longitudinal de las vetas la velocidad del sonido es de unos 3.600 m/s, mientras que en el 
sentido transversal es de 800 m/s, más de cuatro veces inferior. Por este hecho, también es 
importante que las vetas sean muy estrechas. 
Por la parte interior de la tapa armónica encontramos una disposición de varillas de madera. 
Debemos distinguir entre dos clases de varillas: 
• Varillas transversales: Su función es estructural para proporcionar resistencia a la caja 
y tapa armónica. 
• Varillas longitudinales (sentido de la veta): Tienen como objetivo aumentar la masa de 
la tapa para conseguir que la tapa entre en resonancia con las frecuencias que 
emitirán las cuerdas al vibrar. 
Existen muchas distribuciones de varillas, cada constructor puede disponerlas de manera 
personalizada, pero existen algunos patrones [26]: 
 
 
 
59 
 
 
Ilustración 60 
 
La primera distribución de varillas de la imagen, es la más usada. Es la que se inventó Antonio 
Torres (uno de los pioneros en construcción de guitarras, sino el que más) y se mantiene en la 
actualidad debido a su comportamiento. 
La distribución de varillas está relacionada con la ubicación de las líneas nodales que se forman 
en la tapa armónica a algunas frecuencias típicas [28]. 
 
 
 
60 
 
 
Ilustración 61 
 
La mayoría de luthiers y constructores de guitarra han investigado mucho acerca de la 
distribución de barras armónicas, buscando una mejor calidad del sonido o mejor respuesta 
dinámica. Después de indagar mucho acerca de este tema y constatarlo con físicos y con 
fabricantes, los físicos aseguran que tiene una mejor respuesta dinámica algunas 
distribuciones a cierta frecuencia, pero todos los fabricantes con los que he hablado acerca de 
este tema (Guitarres Camps, Estruch…) me han asegurado que después de constatarlo con 
expertos a la hora de decidir la calidad sonora de una guitarra, que no influye en nada. Se han 
hecho experimentos con la misma guitarra cambiando el envarillado y no han sido capaces de 
distinguir el sonido de una guitarra variando estas barras armónicas. 
La tapa armónica es el objeto de estudio más usado a la hora de valorar la calidad de una 
guitarra. Actualmente los fabricantes optan por contratar una serie de expertos en la calidad 
sonora de una guitarra haciendo votaciones para clasificar las guitarras por su calidad sonora. 
Otra alternativa que usan físicos o expertos en acústica es una simulación de elementos finitos 
de la tapa armónica de la guitarra. Con la simulación FEM podemos observar los puntos de 
máximo desplazamiento (máxima amplitud) y los nodos o líneas nodales de la tapa armónica a 
ciertas frecuencias. Esta simulación se suele comparar con experimentos empíricos. Consisten 
en estimular la guitarra (o tapa armónica) mediante un aparato como puede ser un Saker y 
captar las vibraciones que producen en la guitarra. Un Shaker consiste en un cilindro accionado 
por una membrana que vibra a la frecuencia que nos interese. La captación de vibraciones 
puede medirse mediante un láser u otras alternativas. A continuación vemos algún ejemplo de 
las formas nodales de vibración de la tapa armónica de una guitarra cuando se estimula a 
ciertas frecuencias [18]: 
 
 
 
 
61 
 
 
Ilustración 62 
 
Más adelante hablaremos acerca de la repercusión que tiene la tapa armónica en la calidad del 
sonido, ya que es el objeto de este proyecto. Lo veremos en el apartado “Calidad del sonido”. 
También lo trabajaremos en los ensayos que hemos realizado en el laboratorio de la UPC 
Terrassa (LEAM). 
 
Flancos 
 
Los flancos (aros) son dos tiras de la misma madera que el fondo, que tienen la función de 
cerrar la caja de resonancia. Su anchura es de 8-11 mm y miden unos 80 cm de largo. No tiene 
influencia en la calidad sonora. Fue el principal avance de la guitarra respecto del laúd, ya que 
en el laúd el fondo y los flancos son una sola pieza y esto provoca una gran rigidez de la pieza. 
Al tener un segundo diafragma que vibra, genera más grados de libertad para poder vibrar y 
puede amplificar mucho más el sonido [26]. 
 
 
 
62 
 
 
Ilustración 63 
Fondo 
 
El fondo de la guitarra tiene la misma forma que la tapa armónica. Su función es básicamente 
estructural, aunque también aporta en el hecho de amplificar las ondas y contener el volumen 
de aire. El hecho de que la tapa armónica, los flancos y el fondo sean piezas distintas, ayuda en 
el hecho de que el fondo vibre también (aunque no sea su función principal) y eso siempre nos 
aporta mejor calidad sonora y mejor amplificación. 
El fondo, al igual que la tapa armónica, está formado por dos mitades exactamente iguales que 
nos garantizan cierta simetría y contiene unas varillas de madera adheridas por la parte 
interior, que nos garantizan un equilibrio estructural en nuestra guitarra cuando se encuentra 
en un régimen dinámico, aportando mucha rigidez. Depende del fabricante, podemos 
encontrar guitarras con 3 varillas transversales en el fondo o con 2. Siempre habrá varillas en la 
parte inferior de la guitarra, en el punto en el que la anchura es máxima y otra un poco por 
debajo de la altura de la boca. Algunos luthiers introducen una tercera varilla en la parte 
superior de la guitarra, en el punto en el que la anchura de la silueta superior de la guitarra es 
máxima. 
 
Ilustración 64 
 
 
 
63 
 
 
Habitualmente se usa madera de palo santo de Río de Janeiro o de la India para guitarras 
clásicas, y ciprés para las guitarras flamencas. 
 
 
Mástil 
 
El mástil de una guitarra es la parte que une la caja de resonancia y la cabeza con su clavijero. 
Consiste en una pieza de madera con gran esbeltez (larga y estrecha) en la que irá alojado el 
diapasón en la parte frontal. 
Las solicitaciones mecánicas que va a sufrir son la tensión que producen las cuerdas. Es por eso 
que necesitamos una madera de gran estabilidad dimensional (que no sufra deformaciones), 
que pese poco (baja densidad) y que cumpla con la belleza que se le espera. La madera que 
mejor cumple con estas características es el cedro centroamericano. Necesitamos que sea 
resistente ya que la fuerza de las cuerdas puede provocar grandes deformaciones debido a la 
esbeltez del mástil. Por ese motivo se refuerza de dos maneras: 
• Con un alma de aluminio: Todas las guitarras (eléctricas, acústicas y algunas clásicas y 
flamencas…) tienen una barra de metal que está insertada dentro del mástil y ayuda a 
ajustar la curvatura para compensar la tensión ejercida por las cuerdas. Gibson posee 
la patente del truss rod, aunque la idea procede del 1908 aproximadamente. El hecho 
de que encontremos un alma en el mástil provoca que tengamos dos tensiones, la de 
las cuerdas que tiende a curvar el mástil y disminuye la longitud y tensión de las 
cuerdas, y la del alma que nos ayuda a impedir que la tensión de las cuerdas genere 
deformaciones. 
 
• Con un listón madera colocado en el sentido de la fibra de la madera con una 
inclinación perpendicular a la superficie del diapasón. De esta